河道内基本生态环境需水量计算方法研究

总结了目前国内外较为常用的河道内基本生态环境需水量的计算方法,同时对其进行了分析比较,指出了其优缺点;认为将国外和国内计算方法有机结合并进行合理改进,使之适合国内河道内生态环境需水计算,是今后国内河道内生态环境需水研究的方向之一。     

河道生态环境需水量的计算

河道生态环境需水量是指为改善河道生态环境质量或维护生态环境质量不至于进一步下降时河道生态系统所需要的最少水量，以及在这一水量下生态系统能够容纳的最差水质。河道生态环境需水量为河道蒸发损失量、河道渗漏损失量、河道基础流量三项之和。以大汶河为例计算了各主要河段生态环境需水量。研究结果对提高水资源利用效率、控制河流污染、改善生态环境有着重要的理论意义和实用价值。     

河道内生态环境需水量研究

河道内生态环境需水量的合理量化是河流生态系统健康维护和水资源优化配置中亟待解决的热点问题。为此,分析总结了河道内生态环境需水量的概念及其内涵、确定原则、量化方法的最新研究成果,提出目前河道内生态环境需水量研究中存在的一些问题,同时展望了河道内生态环境需水量研究的发展趋势。     

生态环境需水量计算方法研究现状

将区域生态环境需水量的定量计算分为河道内和河道外两部分需水,并综述了一些常用的计算方法.提出对生态环境需水的4点认识:①生态环境需水的内涵应界定在可持续发展前提下,是区域水资源合理配置的一个重要前提条件;②生态环境需水量具有时空特性;③生态环境需水和水资源承载能力是相互统一的;④区域生态环境需水量是对应于区域不同环境质量的一系列值.     

生态环境需水量研究综述

从生态环境需水量的基本概念出发，首先介绍了生态环境需水量的国内外研究进展，总结了目前研究中应用的主要理论，并考虑到研究生态环境需水涉及多门科学，应该重视其尺度研究问题；然后综观目前的几种分类分区观点，提出了作者的分类方法，同时总结了国内外常用的计算方法；最后指出目前生态环境需水量研究中存在的不足以及今后应加强研究的方向。     

不同类型生态环境需水量计算方法的探讨

为合理分配水资源，使水资源利用效率最大化，科学地计算生态环境需水量，对不同类型的生态环境需水量计算模型进行探讨与选择。笔者重点对河流及河流流域、湖泊、城市的生态环境需水的内容、生态环境特征进行了分析，选取了相应的计算模型。     

延河河道内生态环境需水量估算

近年来,延河流量明显减少,非汛期常流量仅为1 m~3/s左右,2014年5月份平均流量为0.8 m~3/s,月最小流量仅为0.2 m~3/s,甚至出现断流现象。根据延安水文站1973~2014年长系列天然径流资料,对河道内基本生态环境需水量和目标生态环境需水量进行估算,建议以输沙需水量7775.6万m~3为河道内生态环境需水量,既能满足河道基本生态功能,又可以满足河道冲淤平衡的输沙需求。     

宁夏固原地区河道内生态环境需水量研究

为研究如何在生态环境需水基础上进行合理的水资源配置,对宁夏固原城乡安全饮水水源工程受水区河道内生态环境需水量进行了分类和界定,并对河道内每一类生态环境需水量进行计算分析,结果表明:受水区各县(区)的河道内生态环境需水量由大到小依次为原州区、彭阳县、海原县、西吉县,基本呈南部山区向中部干旱带递减的趋势;受水区河道内基本生态环境需水量占河道内生态环境需水量比例较大,均在80%左右;受水区河道处于较好状况时的生态环境需水量占径流量的33%~35%。     

大气生态环境需水量的概念及其计算方法

在阐述生态环境需水量的概念的基础上,将其分为大气生态环境需水量、地表生态环境需水量和地下生态环境需水量,在此基础上进行了分类的细化;提出了大气生态环境需水量的概念及其在满足我国大气环境质量标准的一级标准、二级标准和三级标准时的计算方法;最后探讨了有待于进一步研究和亟需解决的问题。     

流域生态用水与需水研究

水资源不合理利用导致了严重的生态环境问题,流域生态用水与需水研究对流域水资源配置具有重要意义,应用水量平衡原理,提出计算不同频率流域生态用水与需水方法,并以海河流域为例,计算了不同保证率时的生态用水量与需水量,主要结论为,水循环与水量平衡理论是研究流域生态需水的基本原理;生态用水等于水资源总量减去生活生产耗水量;根据不同水资源条件下年生态需水量进行生态配水。     

河道生物需水量的理论及计算方法

针对目前水电开发过程中忽视河流生物需水的现状,提出河道生物需水的理论,详细阐述了河道生物需水计算中要考虑的五种要素:生态、水文水力学、水质、地形学和河流廊道的连通性要素。介绍了国外广泛应用的IF IM方法及其应用和优缺点,并指出其在我国进行应用时应注意的问题。     

防止河道断流的最小生态环境需水量

桑干河流域属于干旱半干旱区，降水量少，水土流失严重，生态环境十分脆弱。由于水资源短缺，水资源开发利用与生态环境矛盾十分突出，造成城市用水和工业用水挤占农业用水，农业用水又挤占生态用水的格局，引起自然植被退化、河流断流、河床淤积、地下水大面积超采等一系列生态环境问题。本文以桑干河流域为研究对象，以生态环境需水量理论为基础，提出了河道在保证不断流临界状态下河流最小环境需水量的计算方法，即为防止河道断流的最小生态需水量。     

海滦河流域河流系统生态环境需水量计算

从水资源开发利用中的生态环境问题出发,探讨河流系统生态环境需水量的内涵,指出生态环境需水量是指地表水体维持特定的生态环境功能所必须蓄存和消耗的最小水量。在这一概念的基础上,构建计算河流系统生态环境需水量的理论基础。以海滦河流域为例,分河流基本生态环境需水量、河流输沙排盐水量和湖泊洼地生态环境需水量三部分,概算了区域河流系统的生态环境需水量。计算结果表明,海滦河流域生态需水量为124×108m3,约占流域地表径流总量的54%。若海滦河流域水资源开发率超过40%时,就会对生态环境造成严重影响。     

基于生态系统分析的河道最小生态需水计算方法研究(Ⅰ)

研究了河道生态系统的水文与地形子系统的最小生态需水，提出计算河道水体最小生态需水的方法——水文与河道形态分析法，并建立了计算方法体系．水文与河床形态分析法的基本思想是用尽量少的水维持尽量多的河流特征和功能，并将河流特征和功能维持在一定的水平，以维持河流的生命．还研究了水文、地形和生物子系统，提出计算该子系统最小生态需水的方法——生物空间最小需求法．生物空间最小需求法的基本思想是以鱼类为指示生物，从鱼类对生存空间的最小需求来确定最小生态需水．采用上述两种方法计算了淮河流域颍河周口水文站断面的最小生态流量，为7m^3／s，占多年平均天然流量的5．6％．     

流域生态环境需水与缺水的快速评估（I）：理论

为识别生态环境缺水严重的区域和合理评价生态环境用水的配置效果,本文提出了一种新的流域生态环境需水与生态环境缺水快速评估方法。将流域的生态环境需水满足程度定义为,流域“实际生态环境用水”与流域在未受或少受人类活动干扰时的“自然状态条件下的生态环境用水”的接近程度。以土地利用资料为基础,运用层次分析法构建流域生态环境需水特征指标来表征流域生态环境用水的相对大小;借鉴水体生物快速评估法的思想,通过流域单元划分、参照单元选择、参照组构建、参照组匹配、观测值与期望值的比较计算等步骤,可以对不同级别流域的生态环境缺水问题进行深入分析,从而快速识别生态缺水严重区域、预测其生态缺水动态变化,并对生态环境用水配置效果进行评价。     

流域生态环境需水与缺水快速评估（Ⅱ）：应用

采用作者提出的流域生态环境需水与缺水快速评估方法,对延河流域1990年与2000年两期土地利用资料进行了生态环境缺水评估。结果表明安塞县南部、延安市周边及宝塔区生态缺水最为严重。为此,进一步利用位于安塞县的延河二级支流纸坊沟流域1938~1999个时段期间的15个时段土地利用资料,进行了生态环境需水与缺水深入评估。结果表明:纸坊沟流域生态环境用水经历了"自然平衡-严重亏缺-逐渐改善-趋向平衡"的变化过程,这一过程与纸坊沟流域开发治理过程具有很高的一致性。应用研究结果说明,流域生态环境需水与生态缺水快速评估方法是可行的。     

河流生态需水观点及计算方法评述

河流生态需水研究是流域生态用水管理的基础,是水资源综合规划及合理配置的重要内容。在有关文献和成果的基础上,对河流生态需水进行了各种观点的归结,分析评述了其适用条件和局限性。通过几种可以参照的计算方法改进,在应用方面为河流生态需水研究提供服务。